Исследование свойств покрытия из цинк-никелевого сплава на стальных крепежных изделиях

Покрытие из цинк-никелевого сплава практически не содержит водородного охрупчивания и обладает превосходной коррозионной стойкостью, поэтому становится подходящим защитным слоем для стальных крепежных изделий. В ходе испытаний процесса гальваники из цинк-никелевого сплава анализируются и исследуются внешний вид и толщина покрытия из цинк-никелевого сплава, содержание никеля, прочность соединения, коррозионная стойкость и соответствие краски. Результаты показывают, что гальванический цинк-никелевый сплав представляет собой надежный и экономичный защитный слой, подходящий для стальных крепежных изделий.

В настоящее время цинкование является наиболее широко используемым методом антикоррозионной обработки поверхности стальных крепежных изделий. Как правило, крепеж для внутреннего использования в основном считается декоративным, и в большинстве из них в качестве предпочтительного метода обработки поверхности используется электрооцинковка; Наружный крепеж в основном антикоррозионный. В дополнение к гальваническому покрытию в качестве защитного слоя поверхности также выбирается горячее цинкование (в основном, крепеж M10, указанный выше). Однако в особенно суровых условиях окружающей среды, таких как морская среда с высокой влажностью и высоким содержанием соленых брызг, коррозионная стойкость оцинкованных крепежных изделий часто не соответствует требованиям использования. Гальванический слой кадмия демонстрирует отличную коррозионную стойкость в морской среде, и люди начали использовать слой кадмия в качестве крепежного элемента защитного слоя в морской среде, и эффект стал лучше [1,2]. Поскольку моя страна придает большое значение защите окружающей среды, процесс кадмирования был включен в каталог «устранения отсталых производственных процессов и продуктов», обнародованный бывшей Государственной комиссией по экономике и торговле. Поэтому крайне необходимо провести исследование альтернативных процессов кадмирования.

В начале 1980-х годов моя страна начала исследования в области гальванического покрытия цинковых сплавов и последовательно разработала и применила различные процессы гальванического покрытия цинк-никелевых сплавов. Когда содержание никеля в покрытии из цинк-никелевого сплава составляет от 8% до 15% (лучшее значение — 13%), его коррозионная стойкость превосходна, что примерно в 3-5 раз выше, чем у цинкового покрытия той же толщины; а содержание никеля составляет 15. Покрытие из цинк-никелевого сплава ниже% также может быть пассивировано, а коррозионная стойкость значительно повышается после пассивации; Покрытие из цинк-никелевого сплава практически не имеет водородного охрупчивания, а свариваемость и пластичность также хорошие [3]. Таким образом, покрытие из цинк-никелевого сплава представляет собой зрелый и разумный защитный слой, подходящий для крепежных изделий. В этой статье посредством соответствующих технологических испытаний анализируются и исследуются характеристики покрытий из цинк-никелевых сплавов.

1. Экспериментальная часть

1.1 Образец

Образец представляет собой винт с шестигранной головкой, спецификация резьбы du003dM6, номинальная длина Lu003d20 мм, уровень производительности 8,8, материал — сталь 45 #.

1.2 Ход процесса

Обезжиривание→мойка горячей водой→мойка холодной водой→слабая эрозия→двухступенчатая промывка холодной водой→гальваника цинк-никелевого сплава→двухступенчатая промывка холодной водой→пассивация→мойка холодной водой→мойка горячей водой→сушка.

2. Результаты и обсуждение

2.1 Внешний вид и толщина покрытия

Покрытие из цинк-никелевого сплава пассивируется с образованием яркой пассивирующей пленки радужного цвета.

Чем толще покрытие из цинк-никелевого сплава, тем дольше срок защиты. С учетом резьбового зазора крепежных изделий толщину покрытия обычно выбирают (5–10 мкм) [4]. В этом эксперименте покрытие винтового образца проверялось портативным толщиномером, толщина составляла около 8 мкм.

2.2 Содержание никеля в покрытии

С помощью рентгенофлуоресцентной спектроскопии (РФА) для анализа покрытия из цинк-никелевого сплава установлено, что содержание никеля в покрытии составляет около 8%.

2.3 Прочность покрытия

После выдержки образца винта при температуре 200°С в течение часа и закалки до комнатной температуры покрытие прочно сцепляется с подложкой.

На пластину для образца (материал: st12) нанесено гальваническое покрытие с образцом винта в канавке после испытания на полировку трением стального шарика (GB5270-85), покрытие не повреждено, и не наблюдается такого явления, как отслаивание покрытия от подложки.

Результаты показывают, что прочность сцепления покрытия из цинк-никелевого сплава с подложкой хорошая.

2.4 Коррозионная стойкость покрытия

В соответствии с GB/T10125 было проведено испытание нейтральным солевым туманом (NSS), и по сравнению с оцинкованным винтом (пассивация цвета) коррозионная стойкость покрытия из цинк-никелевого сплава лучше, чем у цинкового покрытия. Исследования показали [5], что при коррозии покрытия из цинк-никелевого сплава наличие никеля приводит к тому, что продуктом его коррозии является ZnCl24Zn(OH)2, который равномерно и плотно покрыт поверхностью и плохо проводит электричество. поэтому оказывает защитное действие на покрытие; Кроме того, никель оказывает ингибирующее действие на катодный процесс, что также способствует повышению коррозионной стойкости. Однако продуктами коррозии цинковых покрытий являются преимущественно рыхлые незащищенные полупроводники ZnO. Эти причины вполне обоснованно объясняют результаты испытаний, представленные в таблице 2.

2.5 Соответствие покрытия и краски

Образец пластины (материал: ст12, толщина покрытия из цинк-никелевого сплава около 8 мкм) используется для исследования совместимости покрытия с различными типами грунтовок, а прочность сцепления грунтовки проверяется в соответствии с методом, указанным в SJ/ T10674, согласно GB/T1732. Этот метод используется для проверки ударопрочности грунтовки, а покрытие из цинк-никелевого сплава хорошо сочетается с эпоксидными и полиуретановыми грунтовками.

Покрытие сплавом цинка и никеля – простой в эксплуатации и экономичный способ защиты стального крепежа; в сочетании с органическими покрытиями он станет надежным долговременным средством защиты стального крепежа. Однако по сравнению с гальваническим цинкованием (или горячим цинкованием) поддержание раствора электрогальванического никелевого сплава более хлопотно. Как правило, гальванический раствор необходимо анализировать и корректировать каждую неделю. В будущем направлением развития станет разработка простых в обслуживании гальванических решений из цинк-никелевых сплавов.